光线投射的快速算法研究

针对医学体数据场的直接体绘制（DVR）的加速算法进行了讨论。基于体绘制的多种加速技术。利用格雷厄姆求凸壳算法和与平面簇求交算法对体数据场和投射光线进行裁剪,结合多边形的扫描线转换和投射光线的离散化、体素化,改进了光线投射算法。。     

三维规则数据场交互式可视化系统的研究与实现

三维数据场可视化是目前的一个研究热点问题,是一个多学科交叉的研究领域,其应用非常广泛。本文设计实现了三维数据场交互式可视化系统。该系统中,根据科学计算得到的体数据利用OpenGL绘制出了真实感图形。在体数据可视化的基础上,该系统实现了三维模型的交互式操作,实时生成体数据切片和体数据的等值面并显示。实际应用证明,该系统中所使用的相关技术和算法具有重要的实用价值。     

基于工业CT图像的可视化研究

工业CT图像三维可视化能够对工业构件提供真实、直观的反映。体绘制技术可以显示工业CT三维数据的整体特征和内部细节信息。根据光线投射算法的特点,采用对原始数据场进行最大熵原则的预处理的方法,加快了绘制速度,在一定程度上改进了光线投射算法。取得了较好的显示效果。     

基于scan-buffer三维不规则数据场的直接体绘制技术

针对三维有限元模型不规则数据场的特点 ,在直接体绘制算法的基础上 ,提出了一种基于scan buffer、适合多种有限元单元类型的算法 ,讨论了数据场到密度场不同的映射函数对绘制效果的影响 ,提出了适合于有限元数据场的几种映射模型     

基于混合数据场的快速体绘制算法

为了突出人体重点器官的显示，提出了一种新颖的基于混合数据场的快速体绘制算法，从原始的三维数据中提取重要的结构，然后将原始三维数据中非重点的部分转换为梯度数据，构成混合数据，从而对混合数据进行体绘制，结果表明，该算法可以加快体绘制速度同时改善重点器官的显示效果。     

基于工作站机群的并行频域体绘制

体绘制是三维数据场可视化中的一类重要算法，近年来人们分别通过对频域技术和并行技术的研究和应用使得这类算法有了很大的提高，然而迄今为止，这两个方面的成果仍然没有能够有机地结合起来。有鉴于此，本文介绍了一个基于工作站群机环境的并行频域体绘制算法。由于该算法充分发挥了频域技术和并行技术的优点，有效地提高了绘制速度。已在一个工作站机群环境中具体实现。对于该算法的各方面性能，文中都给出了详细的测试统计数据。     

医学图像体分割的特征聚类算法

为提高三维医学数据场的分割效率和准确率,本文利用特征聚类技术,提出了一种新的基于改进K-means聚类的三维医学数据场的体分割算法.根据医学数据的物理意义和医学特征分析,对数据场进行预处理,以加快后继处理速度;分析推导了基于改进K-means聚类的分割算法,并改进了算法采样技术,减少需要计算的像素数目以进一步提高处理速度.实验结果表明本算法不仅能够提高三维医学组织的聚类分割精度至96％,而且能够提高66％的模型处理速度.     

基于矢量量化压缩的大规模体数据直接绘制

针对大规模体数据通常不适合于硬件三维纹理加速绘制的问题,使用基于区域分裂的LBG算法对大规模体数据进行矢量量化压缩,使得其压缩编码适合硬件纹理空间大小.并在图形硬件的可编程渲染器中对压缩后的三维纹理体数据进行实时地矢量解码和绘制,在解码过程中通过设定掩码纹理给出了大规模体数据的局部感兴趣区域的体绘制.实验结果表明,在不同压缩比和信噪比下,大规模体数据绘制的图像仍然具有较高的质量且维持高帧速率,绘制性能满足实时交互.     

三维物理场中多等值曲面的快速绘制

在分析和研究三维物理场中多等值面可视化的基础上,提出了采用体绘制技术直接绘制多等值曲面的模糊算法,另外还做了3点改进:①优化了确定重采样点坐标的搜索方法;②选用三维双线性插值函数替代了常用的三维线性插值函数;③从实际出发,简化了光照模型的算法.从而,既加速了图形的绘制速度,又提高了画面质量     

一种改进的光线投射算法

光线段射算法是体绘制中常用的方法,但是其绘制速度较慢,图像质量也不是很理想。通过利用模糊阈值分割技术将整个三维数据场分类为边界区域与非边界区域,然后采用模糊增强运算进一步降低模糊性。最后再进行采样点的计算及图像的合成。实验结果表明,此方法既能提高绘制的速度,又能保证绘制质量。     

体绘制技术及其在矿床三维可视化中的应用

体绘制技术是与传统的面绘制技术完全不同的一种可视化方法。论述了体绘制技术的原理、算法和过程,并结合地矿工程特点,设计了一个基于改进的光线投射法的地矿三维可视化仿真系统,利用某一矿山实际地测数据对系统进行了验证。结果表明,所研究的系统能够很好地反映地矿三维空间实际情况,展示了算法的正确性与仿真系统的应用前景,使体绘制技术向实际应用迈进了重要的一步。     

使用GPU编程的工业CT断层图像三维可视化技术

在具有可编程管线的图形处理器（GPU）上重新实现了传统的光线投射算法,将耗时的三线性插值和采样过程放在GPU上进行,以提高绘制速度.首先将体数据映射为三维纹理并将其载入到显存,接着通过对顶点着色程序和像素着色程序的编写将光线进入点、离开点的计算以及图像的合成运算移入GPU中,最后根据不同的采样点颜色混合公式实现不同的绘制效果.本算法通过只绘制一个代理面,避免了使用固定管线的混合操作,从而可通过自定义的混合算法来实现各种复杂的绘制效果.结论：与传统的光线投射算法相比,文中算法可快速重建出质量较高的图像,使实时绘制工业CT断层图像成为了可能.     

医学人体数据三维可视化方法的研究与实现

结合医学图像三维可视化的两种方法：表面绘制方法和体绘制方法,采用了一种混合绘制方法,在微机上实现了医学断层图像序列的三维重构,既克服了表明绘制不能体现内部数据的缺点,又从一定程度上解决了人体绘制的速度问题。在此基础上,研究了对任意剖面数据进行检索的算法,通过对层间数据的插值,可以从任意角度和位置来观察剖面的形状、大小、颜色分布等各种病理特征,对临床诊断有重要意义。     

一种大规模体数据压缩体绘制策略

针对基于GPU的大规模体数据直接体绘制过程中遇到的显存不足的问题,提出了一种大规模体数据的压缩绘制策略.该策略结合小波变换和分类矢量量化进行数据压缩,采用基于GPU的光线投射算法进行绘制,在绘制时,只解压变换当前绘制所需要的极少数数据,并结合多分辨率绘制,实现实时交互.基于CUDA的实验表明:该压缩绘制策略有效解决了显...     

基于三维纹理的雷达探测概率直接体可视化

针对面绘制技术表现雷达探测效能不充分的缺陷,提出了基于三维纹理的雷达探测概率直接体绘制可视化算法。针对雷达探测数据分布不均匀、重要性不一致等特点,提出了颜色传递函数的设计准则,以此基础设计了传递函数表达式。通过高级传播模型计算三维雷达探测信息,并使用传递函数将其映射成不同的光学成像参数。建立了计算视觉效果最差情况的角度模型,通过实验方式验证了使用3个备选切片方案代替实时计算采样多边形方法的可行性。仿真结果表明:与面绘制方法比较,文中算法不仅能直观地表现雷达探测范围的整体信息,而且还能清晰地展示雷达探测三维数据场的内部细节。     

基于硬件纹理体重建的切割算法

在硬件纹理加速体重建算法的基础上,提出了两种模拟三维数据切割的方法:利用深度缓存实现和利用离散距离场实现.由于使用了图形硬件加速,所提出的算法达到了交互速度,可以应用在手术模拟等诸多三维切割应用中.     

规则数据场相关性的光线投射算法

光线投射算法是体绘制中的经典方法之一,这一算法突出的优点是不必再单儿消隐,具有结构清晰,算法简单,实现便利的特点,但简单的光线投射算法存在采样效率低和绘制精度低的缺点,本利用数据场的相关性和不等步长的采样方法来改善光线投射算法的不足,使它既具有快速的优点又具有较高的成象精度。